CN107188690A - 一种保水复合凝胶有机肥的制备方法 - Google Patents

一种保水复合凝胶有机肥的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种保水复合凝胶有机肥的制备方法，包括如下步骤：S1、按配比将氮肥、磷肥、钾肥、微量元素、增效剂混合均匀，粉碎后送入造粒机中造粒，得到基肥颗粒；S2、将稀土元素的氯化物、丙烯酰胺、N，N’‑亚甲基双丙烯酰胺和蒸馏水机械搅拌分散均匀，加入过硫酸钾混合均匀得到混合液；S3、将钛酸丁酯与无水乙醇在酸性条件下反应得到二氧化钛溶胶，将二氧化钛溶胶在氮气氛围中加热至接近沸腾，滴加S2得到的混合液，加入蒸馏水溶胀得到复合凝胶；S4、将复合溶胶喷入造粒机中，与基肥颗粒一起造粒，干燥，筛分得到保水复合凝胶有机肥。本发明显著提高了土壤的持水保水能力，增强作物抗旱能力，提高养分的利用效率，进而提高作物产量。

Description

一种保水复合凝胶有机肥的制备方法
技术领域
本发明涉及保水有机肥的技术领域，尤其涉及一种保水复合凝胶有机肥的制备方法。
背景技术
干旱缺水已经严重制约我国农业发展并加速土地荒漠化。研究表明，我国荒漠化土地面积262.2万公顷，占国土总面积的27.4％，每年因荒漠化造成的直接经济损失达540亿元。我国农业用水占水资源总消耗的80％左右，然而全球水资源匮乏使得农业必须走节水发展途径。因此，提高农田水分利用率是我国农业乃至世界农业发展的中心任务。保水有机肥因具有良好的持水抗旱能力在农业中得到广泛的应用。但是目前市售的保水肥料保水性能并不是特别理想，尤其是在长期不降雨干旱时期。因此，研制保水性能更加优异提高作为产量的肥料成为本领域急需解决的问题。
发明内容
本发明提出了一种保水复合凝胶有机肥的制备方法，本发明通过喷雾方式在基肥颗粒表层涂覆复合凝胶，显著提高了土壤的持水保水能力，增强作物抗旱能力，同时有助于将肥料营养锁定在土壤中不流失，提高养分的利用效率，进而提高作物产量。
一种保水复合凝胶有机肥的制备方法，包括如下步骤：
S1、按配比将氮肥、磷肥、钾肥、微量元素、增效剂混合均匀，粉碎后送入造粒机中造粒，得到基肥颗粒；
S2、将稀土元素的氯化物、丙烯酰胺、N，N’-亚甲基双丙烯酰胺和蒸馏水机械搅拌分散均匀，加入过硫酸钾混合均匀得到混合液；
S3、将钛酸丁酯与无水乙醇在酸性条件下反应得到二氧化钛溶胶，将二氧化钛溶胶在氮气氛围中加热至接近沸腾，滴加S2得到的混合液，滴加完后在70～80℃下搅拌反应，加入蒸馏水溶胀得到复合凝胶；
S4、将复合溶胶喷入造粒机中，与基肥颗粒一起造粒，干燥，筛分得到保水复合凝胶有机肥。
本发明中N、P2O5、K2O配比为20-22：6-8：8-10。
优选地，S2中，稀土元素的氯化物为氯化铕和/或氯化铽。
优选地，S2中，稀土元素的氯化物和丙烯酰胺摩尔比为0.1～0.2：10。
优选地，S2中，丙烯酰胺与蒸馏水的重量比为1：1.3～1.6。
优选地，S3中，酸性条件的pH值为1～2。
优选地，用HCl调节pH至1～2。
优选地，S3中，接近沸腾温度为90～98℃。
优选地，S3中，钛酸丁酯与无水乙醇的重量比为1：10～12。
优选地，S3中，二氧钛溶胶与混合液重量比为0.8～1.2：2。
优选地，S3中，复合凝胶含水量为40～50％。
优选地，S4中，造粒温度为70～80℃。
本发明以氮肥、磷肥、钾肥配合微量元素、增效剂制粒得到基肥颗粒，通过喷雾方式在基肥颗粒表层涂覆复合凝胶，提高了土壤的持水保水能力，复合凝胶中以聚丙烯酰胺作为保水剂，呈保水剂包裹二氧化钛溶胶结构，内层的二氧化钛溶胶具有很好的吸水性能配合外层保水剂良好的保水性能，显著提高了施肥后土壤的含水量，改善土质，同时聚丙烯酰胺溶胶中的参杂元素与二氧化钛溶胶配合，具有疏松土质，以防止土壤变硬结块现象，进一步地利于水分渗透入土壤中和肥料的溶解吸收，提高肥效；通过控制复合凝胶中的含水量，配合合理的造粒温度既保证了复合凝胶与基肥颗粒的结合力，又保持了复合凝胶溶胀性能，增强保水性；保水剂与二氧化钛溶胶两者具有一定的协同作用，调节两者配比实现保水性能和经济最优化，本发明制备工艺简单易控，环保无污染，提高了肥效和土壤的保水能力，有助于土壤改良。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种保水复合凝胶有机肥的制备方法，包括如下步骤：
S1、按配比将氮肥、磷肥、钾肥、微量元素、增效剂混合均匀，粉碎后送入造粒机中造粒，得到基肥颗粒；
S2、将稀土元素的氯化物、丙烯酰胺、N，N’-亚甲基双丙烯酰胺和蒸馏水机械搅拌分散均匀，加入过硫酸钾混合均匀得到混合液；
S3、将钛酸丁酯与无水乙醇在酸性条件下反应得到二氧化钛溶胶，将二氧化钛溶胶在氮气氛围中加热至接近沸腾，滴加S2得到的混合液，滴加完后在70℃下搅拌反应，加入蒸馏水溶胀得到复合凝胶；
S4、将复合溶胶喷入造粒机中，与基肥颗粒一起造粒，干燥，筛分得到保水复合凝胶有机肥。
实施例2
一种保水复合凝胶有机肥的制备方法，包括如下步骤：
S1、按配比将氮肥、磷肥、钾肥、微量元素、增效剂混合均匀，粉碎后送入造粒机中造粒，得到基肥颗粒；
S2、将氯化铕、丙烯酰胺、N，N’-亚甲基双丙烯酰胺和蒸馏水机械搅拌分散均匀，加入过硫酸钾混合均匀得到混合液；其中，氯化铕与丙烯酰胺摩尔比为0.1：10，丙烯酰胺与蒸馏水的重量比为1：1.3；
S3、将钛酸丁酯与无水乙醇按重量比1：12，混合均匀，加入HCl调节pH至2，反应得到二氧化钛溶胶，将二氧化钛溶胶在氮气氛围中加热至90℃，滴加S2得到的混合液，滴加完后在70℃下搅拌反应，加入蒸馏水溶胀得到含水量50wt％复合凝胶；其中，二氧钛溶胶与混合液重量比为0.8：2；
S4、将复合溶胶用喷枪喷入造粒机中，与基肥颗粒一起造粒，干燥，筛分得到保水复合凝胶有机肥；其中，造粒温度为80℃。
实施例3
一种保水复合凝胶有机肥的制备方法，包括如下步骤：
S1、按配比将氮肥、磷肥、钾肥、微量元素、增效剂混合均匀，粉碎后送入造粒机中造粒，得到基肥颗粒；
S2、将氯化铕、氯化铽、丙烯酰胺、N，N’-亚甲基双丙烯酰胺和蒸馏水机械搅拌分散均匀，加入过硫酸钾混合均匀得到混合液；其中，氯化铕和氯化铽总量与丙烯酰胺摩尔比为0.2：10，丙烯酰胺与蒸馏水的重量比为1：1.6；
S3、将钛酸丁酯与无水乙醇按重量比1：10，混合均匀，加入HCl调节pH至1，反应得到二氧化钛溶胶，将二氧化钛溶胶在氮气氛围中加热至98℃，滴加S2得到的混合液，滴加完后在80℃下搅拌反应，加入蒸馏水溶胀得到含水量40wt％复合凝胶；其中，二氧钛溶胶与混合液重量比为1.2：2；
S4、将复合溶胶用喷枪喷入造粒机中，与基肥颗粒一起造粒，干燥，筛分得到保水复合凝胶有机肥；其中，造粒温度为70℃。
实施例4
一种保水复合凝胶有机肥的制备方法，包括如下步骤：
S1、按配比将氮肥、磷肥、钾肥、微量元素、增效剂混合均匀，粉碎后送入造粒机中造粒，得到基肥颗粒；
S2、将氯化铽、丙烯酰胺、N，N’-亚甲基双丙烯酰胺和蒸馏水机械搅拌分散均匀，加入过硫酸钾混合均匀得到混合液；其中，氯化铕与丙烯酰胺摩尔比为0.15：10，丙烯酰胺与蒸馏水的重量比为1：1.5；
S3、将钛酸丁酯与无水乙醇按重量比1：12，混合均匀，加入HCl调节pH至1.5，反应得到二氧化钛溶胶，将二氧化钛溶胶在氮气氛围中加热至95℃，滴加S2得到的混合液，滴加完后在75℃下搅拌反应，加入蒸馏水溶胀得到含水量45wt％复合凝胶；其中，二氧钛溶胶与混合液重量比为1：2；
S4、将复合溶胶用喷枪喷入造粒机中，与基肥颗粒一起造粒，干燥，筛分得到保水复合凝胶有机肥；其中，造粒温度为75℃。
对照例1
一种保水有机肥的制备方法，包括如下步骤：
S1、按配比将氮肥、磷肥、钾肥、微量元素、增效剂混合均匀，粉碎后送入造粒机中造粒，得到基肥颗粒；
S2、将钛酸丁酯与无水乙醇按重量比1：11，混合均匀，加入HCl调节pH至1.5，反应得到二氧化钛溶胶；
S3、将二氧化钛溶胶用喷枪喷入造粒机中，加热至75℃，与基肥颗粒一起造粒，室温下干燥，筛分得到保水复合凝胶有机肥。
对照例2
一种保水有机肥的制备方法，包括如下步骤：
S1、按配比将氮肥、磷肥、钾肥、微量元素、增效剂混合均匀，粉碎后送入造粒机中造粒，得到基肥颗粒；
S2、将氯化铽、丙烯酰胺、N，N’-亚甲基双丙烯酰胺和蒸馏水机械搅拌分散均匀，加入过硫酸钾混合均匀得到混合液；在70～80℃下搅拌反应得到参杂聚丙烯酰胺溶胶，其中，氯化铕与丙烯酰胺摩尔比为0.15：10，丙烯酰胺与蒸馏水的重量比为1：1.5；
S3、将参杂聚丙烯酰胺溶胶用喷枪喷入造粒机中，加热至75℃，与基肥颗粒一起造粒，室温下干燥，筛分得到保水复合凝胶有机肥。
将实施例3和4制得的保水复合凝胶有机肥和对照例1和2制得的保水有机肥在试验田进行性能，测试结果如下所示：
从上表数据可以看出，本发明中以聚丙烯酰胺包裹二氧化钛溶胶结构形成复合凝胶涂覆在基肥颗粒表面，显著提高了土壤的保水性能，增强作物抗旱能力，同时有助于将肥料营养锁定在土壤中不流失，提高养分的利用效率，进而提高作物产量。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种保水复合凝胶有机肥的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、按配比将氮肥、磷肥、钾肥、微量元素、增效剂混合均匀，粉碎后送入造粒机中造粒，得到基肥颗粒；
S2、将稀土元素的氯化物、丙烯酰胺、N，N’-亚甲基双丙烯酰胺和蒸馏水机械搅拌分散均匀，加入过硫酸钾混合均匀得到混合液；
S3、将钛酸丁酯与无水乙醇在酸性条件下反应得到二氧化钛溶胶，将二氧化钛溶胶在氮气氛围中加热至接近沸腾，滴加S2得到的混合液，滴加完后在70～80℃下搅拌反应，加入蒸馏水溶胀得到复合凝胶；
S4、将复合溶胶喷入造粒机中，与基肥颗粒一起造粒，干燥，筛分得到保水复合凝胶有机肥。
2.根据权利要求1所述的保水复合凝胶有机肥的制备方法，其特征在于，S2中，稀土元素的氯化物为氯化铕和/或氯化铽。
3.根据权利要求1或2所述的保水复合凝胶有机肥的制备方法，其特征在于，S2中，稀土元素的氯化物和丙烯酰胺摩尔比为0.1～0.2：10。
4.根据权利要求1或2所述的保水复合凝胶有机肥的制备方法，其特征在于，S2中，丙烯酰胺与蒸馏水的重量比为1：1.3～1.6。
5.根据权利要求1或2所述的保水复合凝胶有机肥的制备方法，其特征在于，S3中，酸性条件的pH值为1～2；优选地，用HCl调节pH至1～2。
6.根据权利要求1或2所述的保水复合凝胶有机肥的制备方法，其特征在于，S3中，接近沸腾温度为90～98℃。
7.根据权利要求1或2所述的保水复合凝胶有机肥的制备方法，其特征在于，S3中，钛酸丁酯与无水乙醇的重量比为1：10～12。
8.根据权利要求1或2所述的保水复合凝胶有机肥的制备方法，其特征在于，S3中，二氧钛溶胶与混合液重量比为0.8～1.2：2。
9.根据权利要求1或2所述的保水复合凝胶有机肥的制备方法，其特征在于，S3中，复合凝胶含水量为40～50％。
10.根据权利要求1或2所述的保水复合凝胶有机肥的制备方法，其特征在于，S4中，造粒温度为70～80℃。
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